Aplicació
Per les seves propietats, com l'alt poder calorífic durant la combustió, la combustió sense residus, la inocuïtat i la seguretat quan s'utilitza correctament, la facilitat d'ús, el propà és un gas versàtil i s'utilitza àmpliament tant a la producció com a les llars. Per a usos industrials i domèstics, es subministra com a barreja tècnica de propà-butà. El butà (C4h20) és un compost orgànic de la classe dels alcans. Avui, la demanda de SPBT és enorme.
En producció Quan es realitza treballs amb flama de gas a les fàbriques i empreses: - en la producció d'adquisicions; – per tallar ferralla; – per soldar estructures metàl·liques no crítiques. Per a treballs de coberta. Per a la calefacció de locals industrials en construcció. Per a la calefacció de locals industrials (en granges, granges avícoles, en hivernacles). Per a estufes de gas, escalfadors d'aigua a la indústria alimentària. A la vida quotidiana, quan es cuina a casa i acampa; - per escalfar aigua; - per a la calefacció estacional de locals allunyats: cases particulars, hotels, granges; - per a la soldadura de canonades, hivernacles, garatges i altres estructures domèstiques mitjançant estacions de soldadura de gas.
Recentment, s'ha utilitzat àmpliament com a combustible d'automoció, perquè més barat i més respectuós amb el medi ambient que la gasolina. A la indústria química, s'utilitza en la producció de monòmers per a la producció de polipropilè. És la matèria primera per a la producció de dissolvents. A la indústria alimentària, el propà està registrat com a additiu alimentari E944, com a propulsor.
Refrigerant. Una barreja de propà pur deshidratat (R-290a) (un nom comercial per a les barreges d'isobutà-propà) amb isobutà (R-600a) no esgota la capa d'ozó i té un baix potencial d'hivernacle (GWP). La mescla és adequada per a la substitució funcional de refrigerants obsolets (R-12, R-22, R-134a) en sistemes tradicionals de refrigeració estacionària i aire condicionat.
Els indicadors de qualitat dels gasos d'hidrocarburs liquats es determinen segons GOST 10157-79.
Propietats físiques del GLP
La tecnologia de separació es basa en diferents pressions de vapor saturat i diferents pressions dels components individuals. És precisament a causa de l'elasticitat del gas necessària i la pressió de vapor saturat que es fa possible utilitzar GLP com a font d'escalfament, a partir de la qual el gas començarà a fluir des del dipòsit cap al gasoducte.
Per aconseguir les condicions necessàries, cal establir la relació òptima entre les fases líquida i vapor. La capacitat de mantenir estats líquids i gasosos és una característica clau del GLP.
Durant l'emmagatzematge o el transport, una part del medi tendeix a passar a la fase de vapor, mentre que la resta romandrà en forma de líquid. La diferència de volum entre les dues fases és enorme. Per comparar, 1 m3 d'una mescla gasosa equival a 4 litres de gas liquat, la qual cosa significa una disminució de volum gairebé 250 vegades. Com que el gas comença a expandir-se quan augmenta la temperatura, quan s'emmagatzema GLP, s'han de tenir en compte els requisits reglamentaris: un dipòsit de gas (un dipòsit especial per emmagatzemar GLP) o les bombones no es poden omplir més del 85%.
A una temperatura de +20 °C, la transició a la fase líquida del propà es produeix a una pressió de 8,5 kgf/cm2, per al butà a una pressió de 3,1 kgf/cm2. En aquest cas, el propà no passarà a un estat gasós i es mantindrà líquid a una temperatura de -43 ° C, i el butà a una temperatura de 0 ° C.
Així, la capacitat del GLP d'evaporar-se depèn directament del percentatge de propà i butà, així com de la temperatura de l'aire. Per exemple, a temperatures ambient baixes, la pressió del propà és superior a la del butà i, en conseqüència, la seva volatilitat és més elevada.
Mescles de GLP d'estiu i hivern
En anys anteriors, es va prestar especial atenció a la proporció de la barreja de propà i butà a l'hivern i a l'estiu:
- la versió hivernal del combustible preveia un 70% de propà, un 30% de butà;
- la versió d'estiu contenia una quantitat menor de propà - 50-60% i una quantitat més gran de butà - 50-40%.
Els estudis han demostrat que a temperatures ambient baixes és més eficient utilitzar una mescla amb un alt contingut de propà. Paral·lelament, a l'estació calorosa, s'ha de reduir la quantitat de propà. A l'estiu, el butà es vaporitza molt menys ràpidament, la qual cosa redueix el risc de sobrepressió i evita que la vàlvula d'alleujament s'encengui.
De moment, la divisió entre estiu i hivern ha esdevingut menys rellevant. Ara la composició del GLP es calcula tenint en compte les característiques individuals de l'objecte, cosa que ofereix als proveïdors l'oportunitat de seleccionar el contingut de propà i butà per a equips específics. A petició del Client, el contingut de propà de la mescla es pot augmentar fins al 100%.
Tanmateix, per al funcionament més eficient dels equips de gas, cal seleccionar acuradament la composició del gas liquat de petroli. La proporció correcta dels components de la mescla propà-butà proporciona una sobrepressió suficient als dipòsits, garantint un subministrament ininterromput d'aigua calenta tant en gelades severes com en dies calorosos.
Composició química del GLP
Hi ha dues maneres principals d'obtenir GLP: a partir del gas de petroli associat o a partir de la fracció condensada del gas natural. El procés de producció es realitza mitjançant una unitat de fraccionament de gas d'absorció, que separa el gas en components:
- els hidrocarburs lleugers propà (C3H8) i butà (C4H10), que són la base del GLP;
- hidrocarburs pentà (C5H12), metà (CH4) i etan (C2H6);
- hidrocarburs insaturats etilè (C2H4), propilè (C3H6) i butilè (C4H8).
El contingut de propà i butà en la composició del GLP és d'almenys el 95%, la quantitat d'hidrocarburs insaturats és d'aproximadament l'1%. També en la composició es permet la presència de compostos isomèrics: isobutà i isobutilè.
La barreja de propà-butà resultant és inodora, per tant, segons les normes de seguretat, es realitza una aromatització forçada. Una característica olor desagradable és impartida per l'etanetiol, que comença a sentir-se a 1/5 de la concentració explosiva de GLP a l'aire.
Què és el propà
Propà, C3H8 i el butà són compostos orgànics de la classe dels alcans. Un gas incolor i inodor. Molt poc soluble en aigua. Punt d'ebullició -42,1C. Punt de congelació -188C. Forma mescles explosives amb l'aire a concentracions de vapor del 2,1 al 9,5%. Com a representant dels gasos d'hidrocarburs, és inflamable i explosiu.
Una petita quantitat de propà està continguda al gas natural, en quantitats industrials el propà s'obté en el procés de refinació del petroli a alta temperatura.
Com que el gas en si mateix pràcticament no fa olor, per a la seguretat i el diagnòstic oportú de les fuites de gas per part dels òrgans olfactius humans, s'hi afegeixen odorants que contenen substàncies oloroses. S'anomenen "olors de gas".
On s'utilitza propà?
Aquest gas és familiar a absolutament tota la gent moderna. El propà s'utilitza gairebé a tot arreu avui dia. En primer lloc, es refereix als processos de producció.
Així, el gas tècnic propà s'utilitza amb èxit per a treballs amb flama de gas a diverses instal·lacions de producció. Amb la seva ajuda, es realitza tant el tall de metalls com la soldadura estructural. Quan es treballa amb ferralla, aquest gas és pràcticament indispensable per a l'adquisició de matèries primeres.
Amb no menys èxit, el propà s'utilitza en la producció d'energia tèrmica. Posteriorment, la calor obtinguda amb l'ajuda del gas tècnic propà s'utilitza per subministrar calor, tant per a locals industrials com per subministrar calor a complexos residencials.
En la vida quotidiana, el gas propà troba la seva aplicació en diversos camps de l'activitat humana.La forma més habitual d'utilitzar aquest gas és utilitzar-lo com a portador d'energia per a estufes de gas i escalfadors d'aigua de gas. Amb la seva ajuda, una persona cuina els aliments, escalfa aigua. També en el sector de l'habitatge individual, el propà s'utilitza per organitzar la calefacció d'espais. Per a això, s'instal·la un equip especial. El gas propà es subministra als locals residencials mitjançant gasoductes. En alguns casos, també es pot produir el lliurament de propà liquat en bombones especials. La proporció entre propà i butà a la barreja varia segons l'estació: el propà preval a l'hivern i el butà a l'estiu.
Àmpliament utilitzat com a combustible d'automòbil.
A la indústria química, s'utilitza en la producció de monòmers per a la producció de polipropilè.
És la matèria primera per a la producció de dissolvents.
S'emmagatzema i transporta en contenidors especials (cilindres, dipòsits) sense additius estabilitzants a temperatures de fins a 50 °C.
Quin és el perill del propà?
En primer lloc, la seva gran explosivitat. La barreja de propà-butà és aproximadament el doble que l'aire, per tant, quan es filtra, no s'evapora, sinó que s'acumula i llavors n'hi haurà prou amb una espurna. I en una barreja amb l'aire, augmenta la seva explosivitat.
El segon perill és que el propà, entrant a l'aire, es barregi amb ell, desplaça i redueix el contingut d'oxigen de l'aire. Una persona en aquesta atmosfera patirà fam d'oxigen i, amb concentracions importants de gas a l'aire, pot morir. de l'ofec.
Les mescles de propà - butà en forma líquida corroeixen el cautxú, per la qual cosa cal controlar acuradament els productes de cautxú utilitzats en equips de tractament de flama per a metalls i, si cal, substituir-los. El major perill de corrosió del cautxú existeix a l'hivern, quan hi ha una gran probabilitat que la fracció líquida entri a les mànegues.
Quan es treballa amb propà-butà, no es permet posar la fracció líquida a la pell del cos, ja que la congelació es produeix a causa de la seva ràpida evaporació i eliminació de calor.
Propà: el butà set té un gran coeficient d'expansió volumètric, per tant, per al propà és 16 vegades més que el de l'aigua, i per al butà és 11 vegades. Per tant, és impossible omplir les bombones de propà amb una barreja de butà de més del 85% en volum: és molt perillós.
En general, podem dir que per seguretat i tranquil·litat cal controlar periòdicament la concentració màxima permesa de gas a l'habitació. Si sentiu una "olor de gas", assegureu-vos de convidar especialistes a fer un examen d'aire.
El gas natural com a combustible dels vehicles
Propà o metà: què triar?
La majoria dels cotxes que estan canviant a gasolina utilitzen propà-butà. Però com van les coses amb el metà, perquè els fabricants d'automòbils produeixen en massa cotxes amb aquest combustible i el consideren prometedor. Aleshores, per què passa això.
En tercer lloc, les reserves de gas natural són enormes, duraran durant els propers 150 anys i el preu és 3 vegades més barat que el del combustible. Però tingueu en compte que el consum de gasolina serà lleugerament superior, perquè. un metre cúbic de metà pot conduir fins a 1,1 litres de gasolina.
Quins són els inconvenients del metà? El motiu principal és la infraestructura poc desenvolupada de les gasolineres de metà: només n'hi ha 250 a Rússia. Resulta que el metà és més respectuós amb el medi ambient, més barat, més segur que la gasolina i augmenta la vida útil del motor: no deixa dipòsits de carboni a la cambra de combustió i no renta la pel·lícula d'oli de les parets del cilindre. Però gairebé no hi ha benzineres. Per tant, un altre tipus de gas és preferible entre els comerciants privats: és el propà-butà.
Pros i contres del propà-butà
Tot i que el consum de gas és aproximadament un 10-15% més que la gasolina, l'estalvi és important. Tots els costos de compra i instal·lació d'equips de gas es paguen en 10-20 mil quilòmetres, perquè el cost del propà-butà és una vegada i mitja més barat que la gasolina.Com a regla general, no hi ha problemes amb l'aprovisionament de combustible: la xarxa de gasolineres de propà-butà és extensa a tot el país.
L'equip de gas és en realitat un dipòsit addicional que augmenta la reserva d'energia en 200-500 km. En funcionament, aquest cotxe no causarà problemes. El motor arrenca amb gasolina i quan la temperatura arriba als +25 ° C en el sistema de refrigeració, canvia al combustible de gas. L'automatització garanteix així que el reductor de gas no es congeli. A més, el pas d'un tipus de combustible a un altre es pot fer directament des de l'habitacle manualment.
Si compares la conducció a la ciutat, no hi ha cap diferència notable entre conduir amb gasolina i amb gasolina. No hi haurà problemes amb l'arrencada i les reaccions al pedal de "gas", però en modes extrems, no hi ha prou potència. Així, el funcionament amb gas redueix la potència d'un motor en sèrie amb una capacitat de 106 CV. fins a 98 CV Això pot resultar incòmode en avançar a l'autopista, però la solució és canviar a la gasolina amb antelació.
El principal desavantatge és una reducció significativa del volum del tronc. S'instal·la un dipòsit addicional al nínxol de la roda de recanvi i la roda de recanvi s'haurà de traslladar al maleter. En els hatchbacks, el cilindre de gas es troba generalment a la cabina. Això anul·la els avantatges de disseny que permeten augmentar el volum del maleter plegant els seients posteriors.
Un altre negatiu: el gas és potencialment més perillós que la gasolina. Per descomptat, un equip ben instal·lat no causa problemes al propietari.
Tanmateix, s'ha de prestar molta atenció al seu estat tècnic. Tingueu en compte que el gas només és explosiu en una proporció del 5 al 10% amb l'aire i és impossible crear aquesta concentració a l'aire lliure.
I encara més en un cotxe en marxa.
Els desavantatges menys significatius de repostar un cotxe amb gasolina inclouen un cert deteriorament de la dinàmica d'acceleració del cotxe (un 5%), que, però, es compensa amb un lleuger augment del consum de gas. A més, el temps de combustió del gas és més llarg que el de la gasolina i la temperatura a la cambra de combustió és més alta.
Com funciona
Quan s'utilitza com a combustible del motor, el propà i el metà funcionen de manera similar. La principal diferència entre aquests gasos és que el propà s'emmagatzema en forma líquida, mentre que el metà s'emmagatzema en forma gasosa. El propà es torna gasós quan s'allibera d'una bombona de gas. Cremar un galó de propà normalment allibera energia igual a uns 8,4 x 104 BTU. A Amèrica, de vegades s'utilitza la relació GGE per avaluar l'eficàcia dels combustibles alternatius, igual a la proporció de l'energia en BTU generada per cremar un galó de gasolina a l'energia en BTU, generada en cremar un galó de combustible alternatiu. La relació GGE del propà (anomenarem-la Gp) es pot determinar amb la fórmula següent: Gp = (1,25 x 104)/8,4 x 104 =1,5.
La combustió d'un galó de gasolina produeix una energia igual a aproximadament 1,25 x 105 Btu, que és 1,5 vegades l'energia que s'allibera per la combustió completa d'un galó de propà líquid. En diferents països, aquest valor pot variar segons el tipus de combustible i el grau de purificació. Els indicadors econòmics depenen del preu del combustible alternatiu, el preu de la gasolina, l'eficiència d'un motor de gasolina, l'eficiència d'un motor que funciona amb combustible alternatiu.
Per comparar dos combustibles basats en el factor GGE 138, podeu utilitzar no només unitats de mesura com ara galons i BTU, sinó també, per exemple, litres i joules. Aplicant aquest segon parell d'unitats per estimar l'energia alliberada pel propà i la gasolina, obtenim el mateix valor Gp = 1,5, ja que es tracta d'una magnitud adimensional que determina la relació de dos paràmetres, i el seu valor no varia si s'expressen ambdós paràmetres. en les mateixes i les mateixes unitats de mesura.
Els vehicles propulsats amb propà tenen la mateixa potència, velocitat i acceleració que els vehicles propulsats amb metà.Es necessita aproximadament el mateix temps per omplir el dipòsit d'un motor de propà que per omplir el dipòsit d'un motor de combustible fòssil. La majoria dels vehicles propulsats amb propà que s'utilitzen avui dia s'han modificat amb motors convencionals de gasolina o dièsel. Tanmateix, alguns fabricants ja ofereixen nous models de vehicles amb motors propà. Hi ha milers d'estacions de servei de propà als EUA, però no són tan habituals com les de gasolina i dièsel.
Massa molar de propà
Propà CH 3 CH 2 CH 3 És un gas incolor, inodor i inflamable. Punt de fusió del propà - 187,69 ° C, punt d'ebullició - 42,07 ° C, densitat a 20 graus - 0,5005 g / cm 3 (a pressió de vapor saturat), temperatura d'ignició 465 °, límits explosius en una barreja amb aire 2, 1 - 9,5 vol .%, poder calorífic de gas a aigua líquida i CO 2 120,34 kcal/kg. ( 25 ° C), capacitat calorífica 17,57 cal/deg. mol.
El propà es troba en gasos naturals, gasos associats de producció de petroli i refinació de petroli, per exemple, en gasos de craqueig catalític, en gasos de coc, en gasos per a la síntesi d'hidrocarburs a partir de CO i H 2 segons Fischer-Tropsch.
El propà s'aïlla dels gasos industrials mitjançant: destil·lació a pressió, absorció a baixa temperatura en dissolvents a pressió, adsorció amb carbó actiu, tamisos moleculars.
El propà forma un hidrat amb l'aigua 3 H 8 . 6 N 2 O amb una temperatura de descomposició crítica de + 8,5 °; es descompon a 1 atm. (0°). Segons les seves propietats químiques, el propà és proper a altres homòlegs inferiors de la sèrie del metà.
Deshidrogenació de propà sobre catalitzadors de crom a alta temperatura o en presència d'O 2 i el iode produeixen propilè. La cloració tèrmica i fotoquímica del propà produeix principalment monocloropropans. Mescles de propà amb Cl 2 explosiu (límits d'explosió 8 - 42% C 3 H 8 ).
Mitjançant una suau oxidació del propà s'obtenen àcid propiònic, acetaldehid i àcid acètic; per nitració a alta temperatura s'obtenen nitropropans, així com nitroetano i nitrometà. Quan es converteix de H 2 O a altes temperatures en els catalitzadors obtenen H 2 , CO i CO 2 . Alquilació de propà amb etilè a altes temperatures i 300 atm. es produeix isopentà. En presència de peròxids a temperatures i pressió elevades, el propà reacciona amb els derivats del clor d'etilè; amb el tricloroetilè, per exemple, s'obté 1,1-dicloro-3-metilbutè-1:
El propà s'utilitza com a dissolvent per al desparafinat i desasfaltat de productes derivats del petroli, en la polimerització d'èsters vinílics i per a l'extracció de greixos. El propà també s'utilitza per produir sutge; amb oxigen - per tallar metall. Barrejat amb butà embotellat, el propà s'utilitza àmpliament com a gas domèstic i com a combustible sense fum per als cotxes.
